题目内容

1．根据国家节能战略，目前普通白炽灯应被淘汰．我市路灯工程改造中，部分采用了光能和电能互补的LED灯．下表是亮度相当的两种灯的相关数据：
类型LED灯白炽灯
发光原理二极管发光钨丝高温发光
额定电压24V220V
额定功率10W60W
（1）滨河路上某段道路有100盏60W的白炽灯，每天晚间照明时间为7h，若全部用10W的LED灯替代，每晚可以节约多少电能？
（2）节约的这些电能用来烧水，假设没有热量损失，可以把多少千克的水从20℃加热到50℃？
（3）改造后的这种路灯包含有哪些能量转化？这种路灯有哪些优点？（各说出一种即可）

分析 （1）知道LED灯和白炽灯的额定功率，两者只差即为节约电能的功率，根据P=$\frac{W}{t}$求出节约的电能；
（2）再根据W=Q吸=cm（t-t0）求出能将多少20℃水加热到50℃．
（3）LED灯电压低，功率小，响应时间短，据此进行分析其优点．

解答 解：（1）白炽灯功率比LED灯功率高：
△P=P2-P1=60W-10W=50W=0.05kW，
由P=$\frac{W}{t}$可得，7小时节约的电能：
W=△P×t=100×0.05kW×7h=35kW•h=35×3.6×106J=1.26×108J，
（2）由W=Q吸=cm（t-t0）可得能将20℃加热到50℃水的质量：
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{1.26×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（50℃-20℃）}$=100kg．
（3）LED灯和白炽灯相比有明显的优点：在光照强度相同的情况下，LED灯不必要达到很高的温度就能发光，电能基本上不转化成内能，几乎全部转化光能，因而发光效率高；LED灯的额定电压低，人直接接触不会触电；LED灯响应时间短，也就是从开始发光到正常发光所用的时间短；LED灯额定功率小，节约能源．
故优点：发光效率高、节能降耗，响应时间短、环保、额定电压低等；
答：（1）该条道路每天可以节约35kW•h电能；
（2）假设没有热量损失，可以把50千克的水从20℃加热到50℃；
（3）改造后的这种路灯电能基本上不转化成内能，几乎全部转化光能；
优点：发光效率高、节能降耗，响应时间短、环保、额定电压低等；

点评 此题考查了LED灯的材料、优点、节约电能的计算和加热水质量的计算，要注意单位的换算．

练习册系列答案
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